"Куча" - что это такое, определение термина
- Куча
- Место или совокупность предметов, беспорядочно нагромождённых друг на друга. Также в программировании — это область динамической памяти для хранения данных.
Детальная информация
Куча — это структура данных, представляющая собой специальную форму организации элементов, обычно используемую для эффективного доступа к максимальному или минимальному значению. Она реализуется как бинарное дерево, где каждый родительский узел удовлетворяет условию: его значение либо больше (в случае max-кучи), либо меньше (в случае min-кучи) значений его потомков.
Основные операции с такой структурой включают добавление элемента, извлечение экстремального значения и восстановление свойств после изменений. Добавление выполняется путём помещения элемента в конец и последующего подъёма на нужный уровень, пока не будет выполнено условие порядка. Удаление происходит через замену корневого элемента последним, после чего выполняется просеивание вниз для сохранения структуры.
Преимущество заключается в скорости работы: вставка и извлечение выполняются за время O(log n), что делает её удобной для реализации приоритетных очередей и алгоритмов сортировки, таких как Heapsort.
В памяти элементы часто хранятся в массиве, где для узла с индексом i потомки располагаются по индексам 2i+1 и 2i+2, а родитель — по (i-1)//2. Такое представление позволяет избежать явного хранения связей между узлами и экономит память.
Применение не ограничивается сортировкой. Например, в алгоритме Дейкстры для поиска кратчайшего пути используется min-куча для быстрого выбора вершины с минимальной меткой. Также она полезна в системах, где требуется динамическое управление приоритетами.